CN116384178A - 光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备 - Google Patents
光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116384178A CN116384178A CN202310215282.6A CN202310215282A CN116384178A CN 116384178 A CN116384178 A CN 116384178A CN 202310215282 A CN202310215282 A CN 202310215282A CN 116384178 A CN116384178 A CN 116384178A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brush
- simulation model
- wear
- simulation
- abrasion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 43
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/04—Constraint-based CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/04—Ageing analysis or optimisation against ageing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
Abstract
本发明提供了一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备，包括：步骤S1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；步骤S2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；步骤S3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；步骤S4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
Description
技术领域
本发明涉及仿真技术领域，具体地，涉及光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备。
背景技术
光电旋转连接器在工作状态下，随着刷环转动，刷丝与刷环V型槽内发生磨损，通常而言，研究磨损需要通过试制样件，并模拟实际工作时的工况进行大量的重复试验。采用实验方式研究磨损，其数据可靠，但是需要耗费大量试验样件。若采用有限元方法进行仿真，则可以不限次数，以几乎零成本的方式进行仿真，其缺点是由于模型、约束、载荷、网格、磨损理论的原因，仿真结果可能与实际情况偏差较大。因此，可将实验与仿真二者结合，兼顾两者的优点。
现有的有限元分析软件大多缺少原生的磨损仿真功能，必须要通过二次开发来建立磨损模型。磨损的机理较为复杂，现有较为通用的理论模型主要是Archard磨损模型，该理论由Archard等人于1953年首次提出，并在之后的数十年间得到完善，并运用到有限元平台中求解，如李聪波等在《机械工程学报》(2016,52(15):106-113)的论文“基于Archard模型的机床导轨磨损模型及有限元分析”中提出了一种基于Archard模型与有限元模拟试验的机床导轨磨损分析方法，并使用ANSYS平台进行了模拟试验；常凯在《液压与气动》(2018(02):98-103)的论文“基于ANSYS的O形密封圈磨损仿真方法研究“中使用ANSYS对O型密封圈的磨损进行了仿真，通过编程的方式解决了ANSYS平台难以模拟磨损时材料的损耗的问题；Abaqus作为另一种常用的有限元平台，支持调用用户子程序进行二次开发，实现磨损仿真的功能，如Bose和Ramkumar在《Proceedings of the Inst itut ion of MechanicalEngineers》(2019；233(10):1446-1463)的论文“Finite element method based sl idingwear prediction of steel-on-steel contacts using extrapolat ion techniques”中，采用了Abaqus平台的Umeshmot ion用户子程序及Arbitrary Lagrangian–Eulerian方法进行了磨损仿真，并与实验相互验证；吕娜在《机床与液压》的论文“基于ABAQUS有限元仿真的硬质合金刀具磨损机制研究”使用Abaqus建立了硬质合金刀具车削的有限元模型，对刀具的磨损进行了仿真。
然而，总的来说，磨损仿真由于工况复杂，仿真时常常因为各种因素而导致分析不收敛，因此需要根据具体案例，对仿真模型和方法做出一定的改进。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备。
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，包括：
步骤S1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
步骤S2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
步骤S3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
步骤S4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
优选地，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
优选地，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
优选地，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，包括：
模块M1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
模块M2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
模块M3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
模块M4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
优选地，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
优选地，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
优选地，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的方法的步骤。
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析设备，包括：控制器；
所述控制器包括上述所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，或者，所述控制器包括上述所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明将磨损仿真问题简化为了刚体对变形体的摩擦，避免了互相磨损的两个部件均为变形体时计算难以收敛的问题；
2、本发明使用了Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量，解决了Abaqus无原生磨损仿真的问题；
3、本发明将连续的磨损过程简化为每一个分析步为一帧的离散的磨损过程，使得分析更为简单可行；
4、将接触面的切向形为定义为无摩擦，极大地降低了计算量，提高了分析收敛的可能性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是简化前的刷环模型图。
图2是简化后的刷环与刷丝接触的模型。
图3是当刷丝设为柔性体时所加的约束。
图4是当刷环设为柔性体时所加的约束。
图5为使用Abaqus进行磨损仿真的分析流程图
图6为随着磨损的进行，刷丝不断向内运动的示意图；
图7为刷环划分的网格；
图8为刷环磨损仿真后的位移图；
图9为刷环横切面的位移图；
图10为磨损过程中某个分析步下的刷环表面压力图，表面压力非零的部位代表与刷环之间存在接触。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，包括：
步骤S1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
步骤S2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
步骤S3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
步骤S4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
具体地，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
具体地，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
具体地，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，包括：
模块M1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
模块M2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
模块M3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
模块M4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
具体地，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
具体地，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
具体地，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的方法的步骤。
根据本发明提供的一种光电旋转连接器的磨损仿真分析设备，包括：控制器；
所述控制器包括上述所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，或者，所述控制器包括上述所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统。
实施例2
实施例2是实施例1的优选例
本发明提出了一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，磨损部件包含刷丝与刷环，随着刷环转动，刷丝与刷环v形槽的接触面摩擦，从而导致磨损。本模拟方法使用Abaqus平台，将刷丝与刷环的摩损模型简化为刚体对变形体的摩擦。将仿真步骤分为多个分析步，并在每个分析步，计算变形体的接触压力，根据Archard模型的原理，将节点的接触压力值乘以磨损系数，从而得到该节点的退行位移。通过多个分析步不断迭代，从而离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
具体地，所述光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，包括：
简化模型与导入模型步骤：刷丝与刷环只需保留接触点附近的部位，其它部位对磨损分析影响级小，可以删去，即从图1所示的模型简化为图2所示的模型。在其它三维制图软件将简化模型绘制完成后，将模型导入Abaqus。建立两组仿真模型，其中一组仿真模型将刷丝设为变形体、刷环设为离散刚体，另一组仿真模型将刷环设为变形体，刷丝设为刚体(离散刚体或几何刚体)。前者模拟不考虑刷环损耗时刷丝的磨损，后者模拟不考虑刷丝损耗时刷环的磨损。导入后，在刚体部件上设置参考点RP，参考点坐标设置于接触点上。
(2)设置材料属性并指派：当部件为变形体时设置材料属性，刷丝材料为AuNi9，杨氏模量设为96236Mpa，泊松比为0.3；刷环材料为铜，杨氏模量设为119000Mpa，泊松比为0.3；
(3)装配：将刷环与刷丝部件实例化，并装配为图2，使两者之间的接触点为坐标原点；
(4)设置分析步与ALE自适应网格属性：设置若干分析步，分析步的数量取决于要模拟的帧数。在每一个分析步下，设置ALE自适应网格，参数设置为体积0.5，初始构型投影0.5，初始特征角30，过渡特征角30；
可以通过用户子程序配合ALE自适应网格定义节点的运动，而节点的运动与当前节点的接触压力相关联；将ALE自适应网格属性指派给柔性体；
所述用户子程序为：
(5)设置相互作用：将力学-相互作用-切向行为设置为“无摩擦”；力学-相互作用-法向行为设置为“硬接触”，约束执行方法设置为“Standard”。将相互作用添加到两个接触面，主表面为刚体接触面，从表面为变形体接触面。
(6)设置载荷与约束：刷丝为变形体时，将两端面设置为完全固定约束(图3)；刷环为变形体时，将其中一个非接触面设为完全固定约束(图4)；对于刚体，将约束置于参考点RP上，并约束其6个自由度。对于不考虑摩擦时的静力分析，对刚体参考点RP添加力载荷，其方向为垂直于变形体法面向里，大小为0.3N。对于模拟刚体不断压入变形体并使变形体磨损的过程，无需定义载荷，直接修改刚体的边界条件。例如，第一个分析步中刚体压入变形体0.003mm，第二个分析步设置为0.006，第三个分析步设置为0.009，以此类推。
(7)网格设置：柔性体网格设置为六面体为主，单元类型C3D8；离散刚体(壳)网格设置为以四边形为主，单元类型R3D4；几何刚体不设置网格；
(8)调用用户子程序，提交作业分析；
子程序中指定了一个k值作为磨损系数，并提取Abaqus中节点的接触压力值，将该系数乘以压力值得到这个节点在该分析步下的磨损消融量。在作业中调用.for后缀的指定子程序文件，提交作业，等待分析结果。
(9)结果可视化：在Abaqus中查看分析结果，并绘制云图
以上分析步骤如图5所示。
实施例3
实施例3是实施例1的优选例
以模拟刷丝对刷环的磨损(刷丝为刚体，刷环为变形体)为例做进一步说明。其仿真流程图见图5，包括以下步骤：
(1)简化和导入模型，设置刚体与变形体；
(2)建立材料属性并指派；
(3)装配；
(4)设置分析步与ALE自适应网格属性；
(5)设置相互作用；
(6)设置载荷与约束；
(7)网格设置；
(8)调用用户子程序，提交分析；
(9)结果可视化。
下面对各个步骤进行详细说明。
(1)简化和导入模型，设置刚体与变形体。将刷环简化模型导入，设置为变形体；在Abaqus中绘制刷丝的模型(一段圆柱弧面)，设置为几何刚体。
(2)建立材料属性并指派。创建新材料，选择力学-弹性-弹性，将杨氏模量设置为119000Mpa，泊松比设置为0.3，并指派给刷环上的截面。
(3)装配。将刷环与刷丝部件实例化，并移动至正确的位置，如图2所示。
(4)设置分析步与ALE自适应网格属性。设置25个分析步，每个分析步代表刷环转过1.25°，模拟转过7.5°时，重新回到0°的位置，进行第二次迭代，以此类推。25个分析步共计有5次迭代。每个分析步均将几何非线性设置为“开”，设置ALE自适应网格，参数设置为体积0.5，初始构型投影0.5，初始特征角30，过渡特征角30；设置其运动为“用户定义”，即通过用户子程序来定义其运动，并将ALE自适应网格属性指派给刷环；
(5)设置相互作用。将力学-相互作用-切向行为设置为“无摩擦”；力学-相互作用-法向行为设置为“硬接触”，约束执行方法设置为“罚(Standard)”。将相互作用添加到两个接触面，主表面为刷丝接触面，从表面为刷环接触面。
(6)设置载荷与约束。将刷环的一个非接触面设置为完全固定约束(图4)。将刷丝的参考点RP的六个自由度约束，不断修改6个自由度的数值，改变刷丝的位置。刷丝的运动分为横向运动与纵向运动，横向运动与刷丝的轴平行，每过一个分析步绕刷环的轴转过1.25°。在转过7.5度之后，再将刷丝移回初始位置，此为一次迭代，随后进行第二次迭代，以此类推。第二次迭代前，要先使刷丝向刷环的径向向内移动(对应于磨损深度加大)一定距离，此为刷丝的纵向运动，如图6所示。
(7)网格设置。刷环网格设置为六面体为主，单元类型C3D8；刷丝为几何刚体无需设置网格(图7)。
(8)调用用户子程序并提交。编写前文所述的用户子程序，并在作业管理器中调用，提交作业。
(9)结果可视化。设置绘制数据为位移图，选择位移U-U2方向(本例中该方向平行于接触面法向)的位移数据绘制云图(图8)；并使用切片功能观察刷环的横切面(图9)；选择CPREES数据绘制色谱图，得到接触斑的图样(图10)。
由分析结果图可知，本仿真方法可以得到十分直观的磨损仿真结果。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
步骤S2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
步骤S3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
步骤S4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
2.根据权利要求1所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，其特征在于，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
3.根据权利要求1所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，其特征在于，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
4.根据权利要求1所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析方法，其特征在于，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
5.一种光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，其特征在于，包括：
模块M1：将光电旋转连接器中刷丝与刷环的磨损简化为刚体对变形体的摩擦，基于刚体对变形体的摩擦建立仿真模型；
模块M2：将连续的磨损过程分解为每一帧离散磨损过程；
模块M3：设置仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束，初始化仿真模型，利用Abaqus平台模拟刷环与刷丝之间的接触磨损；
模块M4：将模拟刷环与刷丝之间的接触磨损与相同条件下实际接触磨损相比较，优化仿真模型，基于连续的磨损不断迭代，得到优化后的仿真模型，利用优化后的仿真模型离散地模拟刷环与刷丝之间的接触磨损。
6.根据权利要求5所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，其特征在于，所述仿真模型包括：将刷丝设为变形体，刷环设为离散刚体；或，将刷环设为变形体，刷丝设为刚体。
7.根据权利要求5所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，其特征在于，所述初始化仿真模型采用：基于设置的仿真模型的材料属性、相互作用以及载荷与约束预测仿真模型系数并对仿真模型进行初始化；或，在相同材料属性、相互作用以及载荷与约束条件下获取仿真模型系数，对仿真模型进行初始化。
8.根据权利要求5所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统，其特征在于，所述仿真模型是使用Umeshmotion子程序，根据Archard磨损理论得出每个分析布的节点磨损量。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任意一项所述的方法的步骤。
10.一种光电旋转连接器的磨损仿真分析设备，其特征在于，包括：控制器；
所述控制器包括权利要求9所述的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，或者，所述控制器包括权利要求5至8中任意一项所述的光电旋转连接器的磨损仿真分析系统。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310097225 | 2023-02-01 | ||
| CN2023100972252 | 2023-02-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116384178A true CN116384178A (zh) | 2023-07-04 |
Family
ID=86962470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310215282.6A Pending CN116384178A (zh) | 2023-02-01 | 2023-03-06 | 光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116384178A (zh) |
-
2023
- 2023-03-06 CN CN202310215282.6A patent/CN116384178A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9671777B1 (en) | Training robots to execute actions in physics-based virtual environment | |
| US10339266B2 (en) | Mechanisms for constructing spline surfaces to provide inter-surface continuity | |
| CN104217460B (zh) | 3d建模对象的压缩与解压缩 | |
| CN110299042B (zh) | 一种沉浸式核电厂主设备工艺仿真推演方法及系统 | |
| Novak-Marcincin et al. | Application of virtual reality technology in simulation of automated workplaces | |
| CA2895895A1 (en) | System and method of recovering lagrange multipliers in modal dynamic analysis | |
| CN102822756B (zh) | 用于优化加工仿真的系统和方法 | |
| JP4892354B2 (ja) | グラフィカルプログラミング環境における入力データのブロック処理 | |
| Bangerth et al. | Concepts for Object-oriented Finite Element Software: The Deal. II Library | |
| US20180189433A1 (en) | Analytical Consistent Sensitivities For Nonlinear Equilibriums, Where The Only Source Of Nonlinearities Is Small Sliding Contact Constraints | |
| US11886174B2 (en) | Virtualized cable modeling for manufacturing resource simulation | |
| US20040122630A1 (en) | Method and apparatus for linking finite element models to computer-aided design models | |
| CA2875358A1 (en) | Cad-based initial surface geometry correction | |
| Chryssolouris et al. | A novel virtual experimentation approach to planning and training for manufacturing processes--the virtual machine shop | |
| US10740513B2 (en) | Intra-increment adjustments of implicit finite element simulation | |
| CN105144007A (zh) | 在加工仿真期间执行撤销操作和重做操作的系统和方法 | |
| Oyekan et al. | A 3D immersive discrete event simulator for enabling prototyping of factory layouts | |
| CN116384178A (zh) | 光电旋转连接器的磨损仿真分析方法、系统、介质及设备 | |
| US20130085732A1 (en) | Method for simulating deformation of rubber compound with filler particles | |
| Gaudin et al. | Optimising Hydrodynamics applications for the Cray XC30 with the application tool suite | |
| Mueller et al. | Automated coupling of MDI/ADAMS and MSC. CONSTRUCT for the topology and shape optimization of flexible mechanical systems | |
| Wallis et al. | Creating large solid models for NC toolpath verification | |
| Delos et al. | How to trace the significant information in tolerance analysis with polytopes | |
| Rangarajan et al. | DVRlib: A C++ library for geometric mesh improvement using Directional Vertex Relaxation | |
| Dethier et al. | Lattice Boltzmann simulation code optimization based on constant-time circular array shifting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |